家用風(fēng)扇控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、家用風(fēng)扇控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的控制來模擬風(fēng)扇控制器。2 .掌握微機(jī)碩件和軟件的綜合設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求設(shè)計(jì)并制作一個(gè)家用風(fēng)扇控制器。1. 用六個(gè)發(fā)光二極管，指示風(fēng)速強(qiáng)、中、弱，類型為睡眠、白然和止常。2. 處于主菜單狀態(tài)時(shí)，有下列選項(xiàng)：(1) 直接默認(rèn)狀態(tài)運(yùn)行,默認(rèn)狀態(tài)為:風(fēng)速“弱”,類型“正?！薄?2) 進(jìn)入風(fēng)速子菜單界面，修改風(fēng)速。(3) 進(jìn)入類型子菜單界面，修改風(fēng)的類型。4. 風(fēng)速的弱、中、強(qiáng)對應(yīng)于電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)rh慢到快。5. 類型的不同選擇，分別為：(1) 止常電扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；(2) 自然電扇模擬自然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s,停8s；(3) 唾眠電扇慢轉(zhuǎn),產(chǎn)生輕柔

2、的微風(fēng),運(yùn)轉(zhuǎn)8s,停轉(zhuǎn)8s；6. 按照風(fēng)速與類型的設(shè)置輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容2 總體設(shè)計(jì)3. 硬件設(shè)計(jì)：原理圖(接線圖)及簡要說明4軟件設(shè)計(jì)框圖及程序清單5.設(shè)計(jì)結(jié)果和體會(huì)(包括遇到的問題及解決的方法)四、總體設(shè)計(jì)1. 8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器通道0定時(shí)控制步進(jìn)速度，通道2和3定時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)停時(shí)間，8255 的pao控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)停。2. 8255的c 口輸出控制脈沖,經(jīng)74452電路驅(qū)動(dòng)電路。b 口輸出控制led顯示風(fēng)扇 當(dāng)前的狀態(tài)。五、硬件設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)主要是用步進(jìn)電機(jī)的控制來模擬家用風(fēng)扇控制器，所以電路是在步進(jìn)電機(jī)控 制系統(tǒng)的電路作了一些修改。除利用了 pc

3、機(jī)本身資源外(如中斷資源)，還利用了平臺(tái)上的8253計(jì)數(shù)/定時(shí)器、8255并行接口單元，led指示燈電路等，再加上電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路, 便構(gòu)成以風(fēng)扇電機(jī)控制電路。硬件原理圖如圖1：i=ii*41 ik=厶t-a ”t他丫衛(wèi) j主亠主亠*cry ii 05922smia7& i & i < iiik?4<mh>4m圖1硬件原理圖六、軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)通過軟件編程使8253通道0輸出定時(shí)信號(hào)中請中斷,cpu發(fā)出命令由8255的下 c 口輸出脈寬信號(hào)來控制步進(jìn)電機(jī)的走步。8253的定時(shí)時(shí)間決定了電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢。電機(jī)的 轉(zhuǎn)動(dòng)和停止則是通過8255的pa0端子輸出高低電平來繼續(xù)

4、或愆停8253通道0的計(jì)數(shù)從而控 制中斷申請來實(shí)現(xiàn)的。用8253的通道1和2 -起來定時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和停止時(shí)間的長短。 1.設(shè)計(jì)思路控制系統(tǒng)分四個(gè)功能模塊，分別是風(fēng)速設(shè)置、類型設(shè)置、默認(rèn)狀態(tài)運(yùn)行、退出系統(tǒng)， 在前四個(gè)功能塊屮都設(shè)置了 esc鍵來収消或材停執(zhí)行當(dāng)前操作。程序中同吋提供三個(gè)操作界 面，一個(gè)主菜單和兩個(gè)子菜單界而，進(jìn)行可視控制。(1) 風(fēng)速設(shè)置風(fēng)速即為電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置，風(fēng)速分為強(qiáng)、中、弱三種，對應(yīng)不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)賦給 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值，我們可以計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)各相脈寬信號(hào)的頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速，也可以反過 來根據(jù)對電機(jī)轉(zhuǎn)速要求，計(jì)算并調(diào)整計(jì)算初值。這里采用的是8253的0號(hào)計(jì)數(shù)器和方波產(chǎn)生方

5、式，輸入時(shí)鐘為f=46875hz,設(shè)計(jì)數(shù)初 值為n，要求轉(zhuǎn)速為0.25轉(zhuǎn)/秒，対四相步進(jìn)電機(jī)而言即為5步/秒，則有：f / n 二 5n=f/5=46875/5=9375反過來，當(dāng)計(jì)數(shù)器初值確立時(shí)，決尬了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，如計(jì)數(shù)初值為625吋，有電機(jī)轉(zhuǎn) 速為1步每秒（本設(shè)計(jì)中的慢風(fēng)速）；當(dāng)計(jì)數(shù)初值為125時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為375步每秒（本設(shè) 計(jì)中的快快速）。具體設(shè)置初值及風(fēng)速見表1。表1風(fēng)速步速轉(zhuǎn)速計(jì)數(shù)初值慢753. 75625中1256.25375快37518. 75125（2）風(fēng)的類型設(shè)置風(fēng)的類型有：正常、自然、睡眠三種。風(fēng)的類型的不同選擇，用flago來記錄狀態(tài)：a）正常 電扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。flag0

6、=2b）口然 電扇模擬口然風(fēng)，即轉(zhuǎn)4s,停8s。flago=oc）睡眠 電扇慢轉(zhuǎn)，產(chǎn)牛輕柔的微風(fēng)，運(yùn)轉(zhuǎn)8s,停轉(zhuǎn)8s° flago=1電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是通過讓8255的a0 口輸出高電平到8253的gateo使其0號(hào)計(jì)數(shù)器繼續(xù)工 作，并開放中斷進(jìn)入循環(huán)等待中斷狀態(tài)。a0 口為低電平使8253的0號(hào)計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)，則 無法產(chǎn)生屮斷信號(hào)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。電扇的運(yùn)轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)的時(shí)間是由8253的通道1和通道2兩個(gè)計(jì)數(shù)器一起來定時(shí)的。通道 1的輸入時(shí)鐘為f=46875hz,設(shè)計(jì)數(shù)初值為46875,則會(huì)產(chǎn)生is的定時(shí)。通道1的0ut1作 為通道2的輸入脈沖，輸入的計(jì)數(shù)初值為n,貝ij定時(shí)的時(shí)間為7秒。我們

7、需要的是定時(shí)4s 和8s,定時(shí)中斷到修改8255的a0 口的輸出的電平和下次計(jì)數(shù)的初值就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)的不同 類型。風(fēng)的類型為止常時(shí)，不用啟用計(jì)數(shù)器2產(chǎn)牛中斷，讓計(jì)數(shù)器0直運(yùn)行。睡眠時(shí)，通 道2的計(jì)數(shù)初值一直為8,不用修改。如果是自然就得修改了。（3）中斷子程序1在由8253定時(shí)器通道0產(chǎn)生的中斷子程序1中,將值為11001100b的num內(nèi)存單元循 環(huán)左移或右移一位，通過8255的下c 口輸出低四位，控制步進(jìn)電機(jī)的相序變化，從而使電 機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）中斷子程序28253定時(shí)器通道2產(chǎn)生的中斷子程序2中，修改輸入到8255的a0 口的電平值，控制 電機(jī)的轉(zhuǎn)停,令num1=o,每次求反，輸出到82

8、55的a 口。根據(jù)當(dāng)前選擇的風(fēng)的類型flago 以及當(dāng)前所處的狀態(tài)，修改通道2的計(jì)數(shù)初值。（5）菜單界面設(shè)置利用dos下的bios功能調(diào)用，設(shè)計(jì)出彩色的形象而乂易于操作的界面，詳細(xì)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 請參考課本上相關(guān)介紹。使用類型10h中斷，可以實(shí)現(xiàn)對屏幕的完整的控制。常用的彩色文本功能的參數(shù)設(shè)置 見表2。表2ah 二 0設(shè)置顯示方式al=3 80x25 彩色方案ah 二 1設(shè)置光標(biāo)類型ch=位4-0為光標(biāo)起始行cl=位4-0為光標(biāo)結(jié)束行ah 二 2設(shè)置光標(biāo)位置dh=行dl二列ah 二 9在光標(biāo)位置寫屬性/字符cx=要寫的字符數(shù)al=要寫的字符all二 11選擇彩色調(diào)色板bh=調(diào)色板 10(0-127)bl=調(diào)色板id的顏色ah二 19寫字符串